千米深井大巷孤立煤体整体失稳 冲击机理及防治研究

为研究深井大巷切割形成孤立煤体整体失稳诱发冲击地压机理,以梁宝寺矿35000采区为工程背景,采用现场调研、理论分析和数值模拟等方法,研究了不同大巷间距的煤体支承压力分布状态,建立了大巷围岩卸压后整体失稳冲击力学模型,揭示了深井大巷孤立煤体整体失稳冲击机理:大巷孤立煤体在大采深自重应力、地质构造应力和条带开采形成的集中应力等因素叠加作用下,形成"高应力孤立煤体",孤立煤体采取卸压措施后导致其承载范围减小,应力集中程度进一步加大,当孤立煤体平均应力超过煤体综合抗压强度时,易诱发整体失稳冲击。据此提出合理留设巷道间距、合理布置巷道层位和加强监测预警等防治措施。研究结果为深井孤立煤体整体失稳冲击提供理论基础,为深部冲击地压矿井的开采设计和孤立煤体冲击防治提供了技术途径。     

深井冲击地压发生机理研究及防治技术

根据协庄矿千米深井冲击地压的特点,分析了深井冲击地压发生机理,制定了冲击地压的有效治理措施,取得了良好的防治效果,实现深井冲击地压煤层安全开采。     

深井特厚煤层充填开采防冲机理研究

为保障深井特厚煤层工作面的安全回采,基于载荷三带理论,以山东某矿为工程背景,提出了采用充填法开采以降低工作面整体冲击风险的方案,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法研究了充填采空区对工作面煤体支承压力分布的影响机制,得到以下结论:1)充填体充填采空区减小了顶板自由下沉运动的空间,有效降低了顶板岩层裂隙的发育高度;2)充填体抗压变形能力决定了对煤体施加动载影响的岩层运动范围,充填体抗压变形能力越大,作用在煤体上的动载效应越不明显;3)提出了控制充实率、加强监测和确定合理推采速度等充填工作面防冲技术措施。现场实践表明,充填法开采减小了工作面煤体的应力集中程度,有效降低了发生冲击地压的风险。该研究成果为类似条件下工作面的安全开采提供指导和借鉴。     

深井冲击地压发生机理分析及预测方法研究

本文在总结深井冲击地压的特征和规律的基础上,对深井冲击地压的发生机理,如强度理论、冲击倾向性理论、刚度理论、能量理论、失稳理论等分别进行了分析,指出了上述各种理论的不足,结合淮北某矿顶板砂岩试验,提出了利用应变法和声发射法来预测深井冲击地压的发生,取得了较好的效果。     

千秋矿特厚煤层冲击地压防治技术研究

特厚煤层综放工作面冲击地压危险监测及控制的技术过程是先分析冲击危险程度，再确定冲击危险指数，后提出早期预报；采用电磁辐射和钻屑法进行及时预报；采用煤层注水、卸压爆破进行处理，并采用电磁辐射和钻屑法检验防治措施的效果。     

坚硬厚煤体冲击地压防治研究与应用

630采区煤层埋藏深、厚度大、煤体坚硬,掘进期间巷道变形小,但煤炮声等应力显现较明显。通过参考相似条件矿井的防治技术及矿井实际情况,对该区域的防冲工作提出治理意见,充分释放围岩弹性能,确保了巷道的稳定。     

煤体冲击地压防治的实践与认识

介绍煤体冲击地压预防和治理的成功经验，提出合理可行的综合措施。     

湖西矿800m深井冲击倾向性试验及防治对策研究

冲击地压是一种特殊的矿山动力现象,而冲击倾向性是煤岩体发生冲击地压的内在因素和必要条件。本文对湖西矿主采煤层进行了煤岩冲击倾向性试验研究,对冲击能量指数、弹性能量指数和动态破坏时间三个煤层冲击能量指标,以及弯曲能量指数的岩层冲击能量指标进行了试验和分析,获得该矿深部煤岩冲击倾向性评判结果,在此研究基础上,提出了湖西煤矿未来深部开采时冲击灾害防治对策。     

湖下深井掘进工作面冲击地压防治技术

山东省岱庄生建煤矿湖西矿井井深-800m,煤层为3上煤层,根据煤科总院北京开采所岩石力学实验室鉴定,3上煤层及3上煤层顶板具有弱冲击倾向性,为确保湖下深井31105掘进工作面安全掘进,对31105掘进工作面进行冲压防治。     

深井厚煤层冲击地压综合预警技术研究

针对大采深厚煤层条件下冲击地压的监测预报难题,以千秋煤矿为例,提出了基于电磁辐射和微震的冲击地压综合监测预警方案,并对冲击事件前微震反常的原因进行了初步探讨。发现冲击地压发生前电磁强度基本呈逐渐上升趋势;微震频次和日总能量在冲击发生前逐渐减小,在冲击发生时频次和日总能量达到峰值;认为冲击事件前微震反常现象是煤岩体应力转移和塑性变形所致。综合利用电磁辐射和微震的这种特征规律可显著提高大采深厚煤层矿井的冲击地压预警准确率。     

深部冲击危险性特厚煤层开采技术研究

巨野龙固煤矿开采深度为840 m左右,面临冲击地压灾害威胁。通过对试件实验室岩石力学性能实验,判定煤层冲击倾向性3个指数各自特性,DT为821.6,WET和KE各为1.37和3.86,判定3煤层属于Ⅱ类,为具有弱冲击倾向性的煤层。通过FLAC3D数值模拟研究,分析了深部厚煤层分层开采、大采高开采和综放开采矿压特征的基本差异,冲击危险性厚煤层宜采用放顶煤开采。     

深部高瓦斯煤层冲击地压发生机理研究

针对深部高瓦斯煤层的冲击地压灾害,从瓦斯对煤体强度影响、瓦斯煤体在卸载下的层裂现象及瓦斯煤体积聚静态能量3方面入手,探讨瓦斯煤层冲击地压的发生机理。通过理论推导得出:瓦斯降低了煤体强度,减小了煤体破坏时所需要的能量;含瓦斯煤体突然卸载后,受地应力和瓦斯共同作用会产生层裂现象,削弱了冲击显现区煤体抵抗变形的能力;最终在集中动载荷和耦合静态能量的共同作用下,建立了瓦斯煤层发生冲击地压的能量判据,指出了瓦斯煤体更容易发生冲击地压。此外,在冲击地压发生后往往出现瓦斯异常涌出的现象,瓦斯积聚对安全生产带来隐患,甚至引起煤与瓦斯突出等动力灾害。     

厚硬冲击煤层宽煤柱诱发冲击地压机理及防治

针对呼吉尔特矿区厚硬冲击煤层宽煤柱诱发冲击地压现象,通过现场实测和数值模拟,分析了宽煤柱垂直应力分布特征,通过理论分析,揭示了宽煤柱发生冲击的结构条件;基于冲击地压"三因素"机理,研究了宽煤柱诱发冲击地压机理:在侧向支承压力和工作面采动应力叠加影响下,具有冲击倾向性的宽煤柱应力高度集中,当其达到极限强度发生卸载时,由于煤柱体刚度与顶板岩层刚度相近,造成煤体运动速率很大,呈现冲击地压显现。在此基础上,提出了小煤柱护巷和断顶爆破等措施降低煤柱应力、采用大直径钻孔卸压和煤层注水等措施改变煤体刚度的防治策略,针对311103工作面提出了采取断顶爆破和大直径钻孔的组合防治方法,宽煤柱应力集中程度出现明显降低,防治效果较为显著。     

深埋厚煤层孤岛煤柱冲击地压防治研究

针对深埋厚煤层孤岛煤柱回收过程中巷道围岩变形不均匀、维护效果差等现状,以回收3102孤岛煤柱为工程背景,采用混凝土、承载煤柱和锚杆三者互相耦合共同支撑上覆岩层。详细介绍了防冲护巷方法的施工工艺。     

厚煤层巷道冲击矿压的强矿震诱发机制与防治

针对厚煤层大巷强矿震诱冲实例,通过建立底板梁动静载力学模型,结合数值模拟及微震监测等进行研究,得出结论:动载主导型底板冲击分为拉应力破坏和挠曲变形破坏,其中震动加速度引起的惯性力q惯的大小决定底板梁是否破坏及其破坏类型;对于同一底板深度的质点,距震源水平距离越近,q惯越大,底板梁越容易冲击破坏,距震源水平距离相同的质点,深度越小,q惯越大。模拟结果对比证实了理论分析的科学性,并指导制订了卸压解危措施,取得了良好的防治效果。     

夹矸厚煤层掘进工作面冲击地压机理及防治技术

以某矿掘进工作面冲击地压事故为工程背景,通过理论分析和数值模拟,研究了夹矸厚煤层冲击地压的发生机理,认为夹矸带形成的应力集中区与掘进面超前应力叠加造成局部应力高度集中,是诱发掘进工作面冲击地压的主要原因;在此基础上,提出了"迎头-巷帮-底板"综合卸压方法以及合理的掘进支护方案。     

深部厚煤层综采工作面冲击地压防治技术

深部厚煤层破裂后的体积膨胀产生的"应力集中"易造成大范围的冲击。唐口煤矿5304工作面煤层厚、埋深近千米,其煤层及其顶板均具有冲击倾向性。从改变或消除引起冲击地压的主导因素角度出发,提出了冲击地压的4个治理原则:降低、转移、避开和抵消应力条件;提前释放能量;消除物质条件;控制诱发因素。采用区域解危减震措施与局部解危减震措施相结合的冲击地压防治技术,降低、改变或消除引起冲击地压的主导因素并进行了效果检验,有效保证了5304工作面的安全回采。     

深井软岩巷道穿厚煤层碎裂顶板区围岩控制技术

针对深井软岩巷道穿厚煤层碎裂顶板区围岩控制技术难题,通过现场调查,分析工程破坏特点,结合钻孔窥视分析结果,得出巷道围岩变形失稳原因为破碎岩体降低了内层锚网的支护性能,未能与围岩形成统一承载体,围岩松动圈扩大及变形不均匀致使U型棚支护性能降低,支护阻力不足,围岩扩容膨胀,发生破坏。提出通过超前预注浆和组合金属骨架实现破碎围岩改性、围岩应力优化,形成稳定的承载结构,进而实现破碎岩体的二次承载,强化内层锚网支护效果,做到内锚有效、外架可靠。以此提出“超前预支护+内锚外架联合控顶+锁腿控帮+喷注补强+底板控水卸压”联合的组合控制技术,形成了锚固体与注浆围岩互相强化,强控顶、辅以控帮治底的联合支护体系;现场开展了工程实践,并取得了较好的支护效果。     

急倾斜厚煤层开采水煤体溃泄机理研究

急倾斜厚煤层开采时发生的水媒体溃泄是一种新的矿井灾害.为了有效的防止水煤体溃泄灾害的发生,介绍了水煤体溃泄灾害发生的条件,实验测试了水煤体的物理力学性质,进行了围岩变形相似材料模拟实验,分析了水煤体溃泄的机理,提出了防治水煤体溃泄的工程措施.结果表明,通过对煤粉、水源、水煤体堆积体积和所处力学条件这几个水煤体溃泄的主要因素的有效控制既能有效的防止水煤体溃泄灾害的发生.